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不同非均质系数对土体注浆压裂过程影响的数值模拟研究
1
作者
杨永宁
孙屹
+1 位作者
蒋景东
郁舒阳
《水利水电技术(中英文)》
北大核心
2025年第S1期359-365,共7页
软弱黏土地基容易产生不均匀沉降,威胁水工建筑物安全。黏土固结注浆是改善其力学性质的有效手段,但是传统有限单元法及离散单元法在处理黏土注浆劈裂过程存在局限。为探究黏土注浆开裂机制,建立一套可以模拟土体注浆劈裂浆脉发展过程...
软弱黏土地基容易产生不均匀沉降,威胁水工建筑物安全。黏土固结注浆是改善其力学性质的有效手段,但是传统有限单元法及离散单元法在处理黏土注浆劈裂过程存在局限。为探究黏土注浆开裂机制,建立一套可以模拟土体注浆劈裂浆脉发展过程的无网格数值方法,在SPH框架下定义了“土体粒子”与“浆液粒子”,推导了注浆压力下“浆液粒子”与“土体粒子”的相互作用方式,引入了一个可以反映粒子失效的断裂标记κ,可以模拟土体注浆劈裂裂缝渐进扩展形态。考虑土体的非均质特性,引入Weibull分布函数考虑抗拉强度的非均匀分布,对不同非均质特性下的土体注浆劈裂特性进行了数值模拟,结果显示:所提出的改进SPH方法可以很好的模拟黏土注浆劈裂过程中的浆脉发展过程。结果表明:不考虑土体非均质性时,浆脉延伸形态单一且对称,而考虑土体非均质性时,土体注浆压裂形态较为复杂,形成纵横交错的浆脉网络。在浆脉起裂前,注浆形成的土体扰动主要集中于注浆孔附近,而在浆脉起裂后,浆脉沿线土体均受到较大的扰动。最后,讨论了土体注浆压裂裂缝形成机制,发现土体注浆压裂分叉形态是由土体非均质特性导致的,并对SPH在土体注浆压裂模拟中的应用前景进行了展望,未来研究应着眼于开发三维高性能并行SPH算法。
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关键词
断
裂
标记
土体注浆压裂
裂
缝形态
非均匀分布
数值模拟
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职称材料
题名
不同非均质系数对土体注浆压裂过程影响的数值模拟研究
1
作者
杨永宁
孙屹
蒋景东
郁舒阳
机构
宁夏水务投资集团有限公司
南京水利科学研究院大坝安全与管理研究所
水利部大坝安全管理中心
南通大学交通与土木工程学院
出处
《水利水电技术(中英文)》
北大核心
2025年第S1期359-365,共7页
基金
国家自然科学基金项目“冻融与冰推共同作用下土石坝护坡破坏机理及数值模拟方法研究”(51979173)
文摘
软弱黏土地基容易产生不均匀沉降,威胁水工建筑物安全。黏土固结注浆是改善其力学性质的有效手段,但是传统有限单元法及离散单元法在处理黏土注浆劈裂过程存在局限。为探究黏土注浆开裂机制,建立一套可以模拟土体注浆劈裂浆脉发展过程的无网格数值方法,在SPH框架下定义了“土体粒子”与“浆液粒子”,推导了注浆压力下“浆液粒子”与“土体粒子”的相互作用方式,引入了一个可以反映粒子失效的断裂标记κ,可以模拟土体注浆劈裂裂缝渐进扩展形态。考虑土体的非均质特性,引入Weibull分布函数考虑抗拉强度的非均匀分布,对不同非均质特性下的土体注浆劈裂特性进行了数值模拟,结果显示:所提出的改进SPH方法可以很好的模拟黏土注浆劈裂过程中的浆脉发展过程。结果表明:不考虑土体非均质性时,浆脉延伸形态单一且对称,而考虑土体非均质性时,土体注浆压裂形态较为复杂,形成纵横交错的浆脉网络。在浆脉起裂前,注浆形成的土体扰动主要集中于注浆孔附近,而在浆脉起裂后,浆脉沿线土体均受到较大的扰动。最后,讨论了土体注浆压裂裂缝形成机制,发现土体注浆压裂分叉形态是由土体非均质特性导致的,并对SPH在土体注浆压裂模拟中的应用前景进行了展望,未来研究应着眼于开发三维高性能并行SPH算法。
关键词
断
裂
标记
土体注浆压裂
裂
缝形态
非均匀分布
数值模拟
Keywords
fracture marker
soil grouting fracturing
fracture morphology
non-uniform distribution
numerical simulation
分类号
TU432 [建筑科学—岩土工程]
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题名
作者
出处
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1
不同非均质系数对土体注浆压裂过程影响的数值模拟研究
杨永宁
孙屹
蒋景东
郁舒阳
《水利水电技术(中英文)》
北大核心
2025
0
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